CN207870892U - 一种用于新生儿的脑电信号检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于新生儿的脑电信号检测装置，包括依次相连的信号采集模块、信号处理模块、单片机、无线通信模块、上位机及移动终端，信号采集模块用于检测脑电信号，信号采集模块采用多个电极片，各个电极片分别经信号处理模块与单片机相连，信号处理模块用于对检测到的脑电信号进行处理，单片机用于对脑电信号进行显示和储存，无线通信模块用于将单片机储存的脑电信号发送至上位机和移动终端。本实用新型通过电极片对受测者的脑电信号进行采集，同时通过两级放大电路和两级滤波电路能够对微弱的脑电信号进行放大，同时能够最大限度地过滤掉噪声信号，防止噪声信号放大之后对脑电信号造成干扰，提高检测的精度。

Description

一种用于新生儿的脑电信号检测装置

技术领域

本实用新型涉及医疗检测设备领域，尤其涉及一种用于新生儿的脑电信号检测装置。

背景技术

新生儿是指出生后四周以内的婴儿，新生儿降生后，由于环境的变化，往往会出现一定的生理或病理变化，因此对新生儿的监护十分重要。脑电信号是由脑神经活动产生并且始终存在于中枢神经系统的自发性电位活动，是一种重要的生物电信号，脑电信号的特征与大脑皮质的活动程度有很大的关系，通过对新生儿的脑电信号进行检测脑电，能够判断新生儿的大脑发育是否完整。由于脑电信号比较微弱，因此在对脑电信号检测时需要将其放大，但是放大之后干扰信号也会放大，从而降低脑电信号检测设备的采样精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于新生儿的脑电信号检测装置，能够提高脑电信号检测的精度。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于新生儿的脑电信号检测装置，包括依次相连的信号采集模块、信号处理模块及单片机，所述信号采集模块采用电极片，电极片至少有两个，各个电极片分别与信号处理模块相连，所述信号处理模块包括依次相连的模拟信号处理模块、隔离模块及数字信号处理模块，所述模拟信号处理模块包括依次相连的前置差分放大器及高通滤波器，高通滤波器与隔离模块相连，所述隔离模块采用光电隔离器，光电隔离器与数字信号处理模块相连，所述数字信号处理模块包括依次相连的低通滤波器、后置放大器及工频陷波器，数字信号处理模块与单片机相连。

优选地，所述电极片采用一氯化银电极。

优选地，所述前置差分放大器包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器及后级放大器，所述第一运算放大器的正相输入端经第一电阻与第一电极片相连，第一运算放大器的正相输入端还经第一电容连接电源正极，第一运算放大器的反相输入端经第二电阻与第一运算放大器的输出端相连，第一运算放大器的反相输入端还经第三电阻与第二运算放大器的反相输入端相连，第二运算放大器的反相输入端经第四电阻与第二运算放大器的输出端相连，所述第二运算放大器的正相输入端经第五电阻与第二电极片相连，第二运算放大器的正相输入端还经第二电容连接电源正极，所述第一运算放大器的输出端依次经第六电阻和第七电阻与第二运算放大器的输出端相连，第六电阻和第七电阻的公共端与第三运算放大器的正相输入端相连，第三运算放大器的反相输入端与第三运算放大器的输出端相连，所述第三运算放大器的输出端依次经第八电阻和第三电容与第一运算放大器的输出端相连，第三运算放大器的输出端还依次经第九电阻和第四电容与第二运算放大器的输出端相连，所述第三运算放大器的输出端还依次经第八电阻和第十电阻与后级放大器的正相输入端相连，所述第三运算放大器的输出端还依次经第九电阻和第十一电阻与后级放大器的反相输入端相连，所述后级放大器的正相输入端经第五电容与后级放大器的反相输入端相连，所述后级放大器的正相输入端还经第六电容连接电源，后级放大器的反相输入端经第七电容连接电源，所述后级放大器的第一增益端经第十二电阻与后级放大器的第二增益端相连，后级放大器的第一增益端还依次经第十三电阻和第十四电阻与后级放大器的第二增益端相连，所述后级放大器的输出端与高通滤波器相连。

优选地，所述工频陷波器包括第五运算放大器及第六运算放大器，所述第五运算放大器的正相输入端依次经第十五电阻和第十六电阻与后置放大器的输出端相连，第五运算放大器的正相输入端还依次经第九电容和第十电容与后置放大器的输出端相连，所述第九电阻与第十电阻的公共端依次经第十七电阻和第八电容与第十五电阻和第十六电阻的公共端相连，所述第五运算放大器的反相输入端与第五运算放大器的输出端相连，所述第十七电阻与第八电容的公共端与第六运算放大器的反相输入端相连，第六运算放大器的正相输入端与第十八电阻相连，所述第十八电阻为可调电阻，第十八电阻的两端分别与第五电阻的输出端和地相连，第六运算放大器的正相输入端与第十八电阻的滑动端相连，所述第六运算放大器的输出端与第六运算放大器的反相输入端相连。

优选地，还包括无线通信模块、上位机及移动终端，单片机经无线通信模块与上位机和移动终端相连，所述无线通信模块包括WIFI发射器和WIFI接收器，WIFI发射器与单片机相连，WIFI接收器分别与上位机和移动终端相连，所述移动终端采用手机或平板电脑。

优选地，所述后级放大器采用LT1167系列放大器。

本实用新型通过电极片来采集新生儿的脑电信号，并利用信号处理模块对采集到的信号的进行放大和滤波，信号处理模块包括前置差分放大器、高通滤波器、光电隔离器、低通滤波器、后置放大器和工频陷波器，利用信号处理模块对信号进行两级放大和滤波，能够对微弱的脑电信号进行放大，同时能够最大限度地过滤掉噪声信号，防止噪声信号放大之后对脑电信号造成干扰，提高检测的精度，为新生儿的临床监护提供依据。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型所述前置差分放大器的电路原理图；

图3为本实用新型所述工频陷波器的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1至图3所示，本实用新型所述的一种用于新生儿的脑电信号检测装置，包括依次相连的信号采集模块、信号处理模块、单片机、无线通信模块、上位机及移动终端，信号采集模块用于检测脑电信号，信号处理模块用于对检测到的脑电信号进行处理，单片机用于对脑电信号进行显示和储存，无线通信模块用于将单片机储存的脑电信号发送至上位机和移动终端。

信号采集模块采用电极片，在本实施例中，电极片至少有两个，电极片采用一氯化银电极，各个电极片分别与信号处理模块相连，信号处理模块包括依次相连的模拟信号处理模块、隔离模块及数字信号处理模块，模拟信号处理模块包括依次相连的前置差分放大器及高通滤波器，高通滤波器与隔离模块相连，隔离模块采用光电隔离器，光电隔离器与数字信号处理模块相连，数字信号处理模块包括依次相连的低通滤波器、后置放大器及工频陷波器，数字信号处理模块与单片机相连，无线通信模块包括WIFI发射器和WIFI接收器，WIFI发射器与单片机相连，WIFI接收器分别与上位机和移动终端相连，在本实施例中，移动终端采用手机或平板电脑。

前置差分放大器包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三运算放大器U3及后级放大器U4，第一运算放大器U1的正相输入端经第一电阻R1与第一电极片P1相连，第一运算放大器U1的正相输入端还经第一电容C1连接电源正极，第一运算放大器U1的反相输入端经第二电阻R2与第一运算放大器U1的输出端相连，第一运算放大器U1的反相输入端还经第三电阻R3与第二运算放大器U2的反相输入端相连，第二运算放大器U2的反相输入端经第四电阻R4与第二运算放大器U2的输出端相连，第二运算放大器U2的正相输入端经第五电阻R5与第二电极片P2相连，第二运算放大器U2的正相输入端还经第二电容C2连接电源正极，第一运算放大器U1的输出端依次经第六电阻R6和第七电阻R7与第二运算放大器U2的输出端相连，第六电阻R6和第七电阻R7的公共端与第三运算放大器U3的正相输入端相连，第三运算放大器U3的反相输入端与第三运算放大器U3的输出端相连，第三运算放大器U3的输出端依次经第八电阻R8和第三电容C3与第一运算放大器U1的输出端相连，第三运算放大器U3的输出端还依次经第九电阻R9和第四电容C4与第二运算放大器U2的输出端相连，第三运算放大器U3的输出端还依次经第八电阻R8和第十电阻R10与后级放大器U4的正相输入端相连，第三运算放大器U3的输出端还依次经第九电阻R9和第十一电阻R11与后级放大器U4的反相输入端相连，后级放大器U4的正相输入端经第五电容C5与后级放大器U4的反相输入端相连，后级放大器U4的正相输入端还经第六电容C6连接电源，后级放大器U4的反相输入端经第七电容C7连接电源，后级放大器U4的第一增益端RG1经第十二电阻R12与后级放大器U4的第二增益端RG2相连，后级放大器U4的第一增益端RG1还依次经第十三电阻R13和第十四电阻R14与后级放大器U4的第二增益端RG2相连，后级放大器U4的输出端与高通滤波器相连，在本实施例中，后级放大器U4采用LT1167系列放大器。

工频陷波器包括第五运算放大器U5及第六运算放大器U6，第五运算放大器U5的正相输入端依次经第十五电阻R15和第十六电阻R16与后置放大器的输出端相连，第五运算放大器U5的正相输入端还依次经第九电容C9和第十电容C10与后置放大器的输出端相连，第九电阻R9与第十电阻R10的公共端依次经第十七电阻R17和第八电容C8与第十五电阻R15和第十六电阻R16的公共端相连，第五运算放大器U5的反相输入端与第五运算放大器U5的输出端相连，第十七电阻R17与第八电容C8的公共端与第六运算放大器U6的反相输入端相连，第六运算放大器U6的正相输入端与第十八电阻R18相连，第十八电阻R18为可调电阻，第十八电阻R18的两端分别与第五运算放大器U5的输出端和地相连，第六运算放大器U6的正相输入端与第十八电阻R18的滑动端相连，第六运算放大器U6的输出端与第六运算放大器U6的反相输入端相连。

本实用新型在工作时，首先将电极片贴在新生儿的头皮上，利用电极片检测脑电信号，电极片检测到的信号经信号处理模块放大和滤波之后，发送至单片机，由单片机对该脑电信号进行储存和显示，然后经无线通信模块将脑电信号发送至上位机和移动终端。

本实用新型结构简单，通过电极片对新生儿的脑电信号进行采集，同时通过两级放大电路和两级滤波电路能够对微弱的脑电信号进行放大，同时能够最大限度地过滤掉噪声信号，防止噪声信号放大之后对脑电信号造成干扰，提高检测的精度，为新生儿的临床诊断提供依据。

Claims (6)

1.一种用于新生儿的脑电信号检测装置，其特征在于：包括依次相连的信号采集模块、信号处理模块及单片机，所述信号采集模块采用电极片，电极片至少有两个，各个电极片分别与信号处理模块相连，所述信号处理模块包括依次相连的模拟信号处理模块、隔离模块及数字信号处理模块，所述模拟信号处理模块包括依次相连的前置差分放大器及高通滤波器，高通滤波器与隔离模块相连，所述隔离模块采用光电隔离器，光电隔离器与数字信号处理模块相连，所述数字信号处理模块包括依次相连的低通滤波器、后置放大器及工频陷波器，数字信号处理模块与单片机相连。

2.如权利要求1所述的一种用于新生儿的脑电信号检测装置，其特征在于：所述电极片采用一氯化银电极。

3.如权利要求2所述的一种用于新生儿的脑电信号检测装置，其特征在于：所述前置差分放大器包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器及后级放大器，所述第一运算放大器的正相输入端经第一电阻与第一电极片相连，第一运算放大器的正相输入端还经第一电容连接电源正极，第一运算放大器的反相输入端经第二电阻与第一运算放大器的输出端相连，第一运算放大器的反相输入端还经第三电阻与第二运算放大器的反相输入端相连，第二运算放大器的反相输入端经第四电阻与第二运算放大器的输出端相连，所述第二运算放大器的正相输入端经第五电阻与第二电极片相连，第二运算放大器的正相输入端还经第二电容连接电源正极，所述第一运算放大器的输出端依次经第六电阻和第七电阻与第二运算放大器的输出端相连，第六电阻和第七电阻的公共端与第三运算放大器的正相输入端相连，第三运算放大器的反相输入端与第三运算放大器的输出端相连，所述第三运算放大器的输出端依次经第八电阻和第三电容与第一运算放大器的输出端相连，第三运算放大器的输出端还依次经第九电阻和第四电容与第二运算放大器的输出端相连，所述第三运算放大器的输出端还依次经第八电阻和第十电阻与后级放大器的正相输入端相连，所述第三运算放大器的输出端还依次经第九电阻和第十一电阻与后级放大器的反相输入端相连，所述后级放大器的正相输入端经第五电容与后级放大器的反相输入端相连，所述后级放大器的正相输入端还经第六电容连接电源，后级放大器的反相输入端经第七电容连接电源，所述后级放大器的第一增益端经第十二电阻与后级放大器的第二增益端相连，后级放大器的第一增益端还依次经第十三电阻和第十四电阻与后级放大器的第二增益端相连，所述后级放大器的输出端与高通滤波器相连。

4.如权利要求3所述的一种用于新生儿的脑电信号检测装置，其特征在于：所述工频陷波器包括第五运算放大器及第六运算放大器，所述第五运算放大器的正相输入端依次经第十五电阻和第十六电阻与后置放大器的输出端相连，第五运算放大器的正相输入端还依次经第九电容和第十电容与后置放大器的输出端相连，所述第九电阻与第十电阻的公共端依次经第十七电阻和第八电容与第十五电阻和第十六电阻的公共端相连，所述第五运算放大器的反相输入端与第五运算放大器的输出端相连，所述第十七电阻与第八电容的公共端与第六运算放大器的反相输入端相连，第六运算放大器的正相输入端与第十八电阻相连，所述第十八电阻为可调电阻，第十八电阻的两端分别与第五电阻的输出端和地相连，第六运算放大器的正相输入端与第十八电阻的滑动端相连，所述第六运算放大器的输出端与第六运算放大器的反相输入端相连。

5.如权利要求4所述的一种用于新生儿的脑电信号检测装置，其特征在于：还包括无线通信模块、上位机及移动终端，单片机经无线通信模块与上位机和移动终端相连，所述无线通信模块包括WIFI发射器和WIFI接收器，WIFI发射器与单片机相连，WIFI接收器分别与上位机和移动终端相连，所述移动终端采用手机或平板电脑。

6.如权利要求3所述的一种用于新生儿的脑电信号检测装置，其特征在于：所述后级放大器采用LT1167系列放大器。